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Titelaufnahme

Titel
Laserinduzierte Nanostrukturierung von Titanoberflächen für das strukturelle Kleben : Einfluss auf die Oberflächenmorphologie, Ermüdungs- und Adhäsionseigenschaften
AutorKurtovic, Ante In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
PrüferMaier, Hans-Jürgen In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen ; Schaper, Mirko In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Erschienen2014
HochschulschriftPaderborn, Univ., Diss., 2014
Anmerkung
Tag der Verteidigung: 09.12.2014
Verteidigung2014-12-09
SpracheDeutsch
DokumenttypDissertation
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-15333 Persistent Identifier (URN)
Dateien
Laserinduzierte Nanostrukturierung von Titanoberflächen für das strukturelle Kleben [84.61 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss einer Laseroberflächenvorbehandlung auf das Strukturierungsverhalten der Titanlegierung Ti6Al4V untersucht. Es konnten Laserparameter identifiziert werden, die sich für eine Oberflächenvorbehandlung des Titans für das strukturelle Kleben eignen. Eine gleichmäßig ausgeprägte Nanostruktur konnte auf den Titanoberflächen nach der Laservorbehandlung nachgewiesen werden, die zu einer besseren Haftung des Klebstoffs auf der Probenoberfläche führte. Wie die Untersuchungen zeigten, penetriert der Klebstoff in die laserinduzierten Nanostrukturen ein und verklammert sich in diesen. Zusätzlich erzeugt die Laservorbehandlung einen Reinigungseffekt auf der Oberfläche, durch das Abdampfen von Kontaminationen, was eine verbesserte Adhäsion zwischen Probenoberfläche und Klebstoff begünstigt.Ein weiterer Aspekt dieser Arbeit war die Untersuchung des Einflusses der Laservorbehandlung und nasschemischer Oberflächenvorbehandlungsverfahren (Beizen und Anodisieren) auf das Ermüdungsverhalten. Es konnte festgestellt werden, dass Zugeigenspannungen und die erzeugten Morphologien der jeweiligen Oberflächenvorbehandlungsverfahren (Laser, Beizen und Anodisieren) das Ermüdungsverhalten negativ beeinflussen können, wenn die Oberflächenvorbehandlung an spannungskritischen Bauteilbereichen angewendet wird. Umgeht man durch eine Aussparung oder Maskierung, während der Oberflächenvorbehandlung die spannungskritischen Bauteilbereiche, hat eine Vorbehandlung mit allen Verfahren keine negativen Einflüsse auf das Ermüdungsverhalten.Im letzten Teil dieser Arbeit wird ein mechanisches Modell der Nanostrukturentstehung nach der Laservorbehandlung entwickelt.

Zusammenfassung (Englisch)

In this study, the influence of a laser surface pre-treatment process on the surface morphology of Ti-6Al-4V was investigated. A particular set of laser parameters could be identified which could be used for the surface pre-treatment for improved structural bonding.A homogeneous open-pored nanostructure on the titanium surfaces after the laser pre-treatment was obtained. It is demonstrated that the adhesive penetrates into the laser induced nanostructures and interlocks mechanically. Besides the structuring effect, a cleaning effect was obtained and contaminations on the titanium surfaces were removed by the laser process. Thus, the structuring and cleaning character lead to an improved adhesion between the surface and the adhesive.In addition the effect of the laser and wet chemical surface pre-treatment processes (etching and anodising) on the fatigue behavior was investigated, as tensile stresses and the resultant morphology, induced by the pre-treatment processes, could have a knock down effect on the fatigue behavior. If stress critical parts are not pre-treated, by e.g. masking of these areas, a knock down on the fatigue behavior was not noticed.In the last part of this work a mechanical model, which describes the nanostructuring effect after laser pre-treatment, was developed.